(57)【要約】【課題】ボビン軸に巻かれた下糸に検出光を照射する発光ＬＥＤと、この下糸により一部遮蔽され減衰した検出光を受光して下糸信号を出力するフォトトランジスタを備え、それぞれボビンを支持する内釜の外側に対向配置した下糸残量センサの自動調整装置を提供することを目的としている。【解決手段】  ミシンを下糸残量センサ自動調整モードに設定すると、ミシンモータを駆動開始して内釜を回転させ、前記発光ＬＥＤから検出光を照射させ、下糸センサのフォトトランジスタに検出光が照射される度に下糸信号の値を測定して、下糸信号が所定の値になるまで、順次負荷値を自動的に変更し、所定の値になったときにこれを適正負荷として記憶し、自動的に前記ミシンモータを停止するとともに前記発光ＬＥＤを消灯するようにしたので、誰でも簡単に正確な下糸残量センサの調整作業を行うことができる。【選択図】  図１
2005095305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミシンの内釜に支持され下糸が巻かれたボビンであって、この下糸に内釜の外方から検出光を照射する発光部と、この下糸によって一部遮蔽される検出光を内釜の外方から受光して下糸信号を出力する受光部とを備えた下糸センサと、
駆動手段によって回転される内釜の所定回転角度を検出する回転検出手段と、
自動又は手動操作によって前記駆動手段により前記内釜を回転させ、前記発光部から検出光を照射させ、内釜が所定回転角度を検出する度に、下糸センサに接続する負荷値を順次変更して、前記受光部から出力された下糸信号が所定の値になったことを判別する判別手段と、
前記下糸信号が所定の値になったときの前記負荷値を適正負荷として不揮発的に記憶し、前記駆動手段を停止するとともに前記発光部を消灯する制御手段とを備えたことを特徴とするミシンの下糸残量センサ自動調整装置。
【請求項２】
記憶手段に前記適正負荷が記憶されている場合には、ミシン縫製中この適正負荷を下糸センサに接続して下糸量を検出し、記憶手段に前記適正負荷が記憶されていない場合には、これを報知する未調整判別手段を備えたこと特徴とする請求項1記載のミシンの下糸残量センサ自動調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミシンの内釜に支持されたボビンであって、このボビンに巻かれた下糸の残量を検出する下糸残量センサの自動調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボビンに巻かれた下糸量を縫製中に監視して、所定の量まで減少した場合に作業者に報知し、又は縫製を自動停止する下糸残量センサが提供されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４７４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような下糸残量センサのセンサ部分は、ボビン軸に巻かれた下糸に検出光を照射する発光ＬＥＤと、この下糸により一部遮蔽され減衰した検出光を受光して下糸信号を出力するフォトトランジスタを、ボビンを支持する内釜の外側に対向配置してある。
前記フォトトランジスタは、縫製によって消費される下糸の残存巻き量の減少を、検出光の光量の増加として検出して下糸信号を出力するものであり、この出力された下糸信号を検出回路に入力して、この下糸信号が所定値になったと判断すると、下糸残量が少ない又はゼロとして、作業者に対してボビンに下糸を補充するように報知する。
【０００５】
しかしながら、発光ＬＥＤが発光する光量、及びフォトトランジスタの受光光量に対する出力電流（下糸信号）について、それぞればらつきを有しており、調整無しでは適正な下糸信号を検出できない。
そのため、上記下糸残量センサでは、次のように手動で調整を行っていた。
即ち、内釜からボビンを取り出した状態で、手動でミシンプーリーを回して、前記検出光の光軸が内釜に設けられた開口部を通過する位置で停止して、検出光が内釜の外方に出入りするように位置決めする。次に、フォトトランジスタと前記検出回路との間に可変抵抗器を接続して、この検出回路に一定の下糸信号が入力されるように手動で可変抵抗器を操作していた。
【０００６】
しかしながら、上記従来例では、調整を手動で行うために、ミシンプーリーを手動で回したときに、前記内釜の開口部が小さいため、もし前記検出光の光軸の一部がこの開口部にかかっていた場合には正確な下糸信号を検出することができなくなる問題があった。また、可変抵抗器を調整するときに下糸信号の値を測定するための測定器を用意するなど煩わしいものであった。また、下糸センサの発光ＬＥＤ及びフォトトランジスタはミシン側に設置され、検出回路は基板側にあるので、工場出荷時に調整を行っても、修理などで前記基板を交換した場合には再度調整する必要があった。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためのものであり、下糸残量センサの感度調整を自動的に行う自動調整装置を提供することにより、工場出荷時における調整や市場で基板交換の際に行う調整を、作業にばらつきがなく、簡単容易に実施できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のミシンの下糸残量センサ自動調整装置では、ミシンの内釜に支持され下糸が巻かれたボビンであって、この下糸に内釜の外方から検出光を照射する発光部と、この下糸によって一部遮蔽される検出光を内釜の外方から受光して下糸信号を出力する受光部とを備えた下糸センサと、駆動手段によって回転される内釜の所定回転角度を検出する回転検出手段と、自動又は手動操作によって前記駆動手段により前記内釜を回転させ、前記発光部から検出光を照射させ、内釜が所定回転角度を検出する度に、下糸センサに接続する負荷値を順次変更して、前記受光部から出力された下糸信号が所定の値になったことを判別する判別手段と、前記下糸信号が所定の値になったときの前記負荷値を適正負荷として不揮発的に記憶し、前記駆動手段を停止するとともに前記発光部を消灯する制御手段とを備えたものである。
【０００９】
本発明の請求項２に記載のミシンの下糸残量センサ自動調整装置では、記憶手段に前記適正負荷が記憶されている場合には、ミシン縫製中この適正負荷を下糸センサに接続して下糸量を検出し、記憶手段に前記適正負荷が記憶されていない場合には、これを報知する未調整判別手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１のミシンの下糸残量センサ自動調整装置によれば、通常は下糸センサによって下糸残量を検出する動作を行うが、ミシンを下糸残量センサ自動調整モードに設定すると次のように自動調整を行う。即ち、ミシンモータを駆動開始して内釜を回転させ、前記発光部から検出光を照射させ、下糸センサの受光部に検出光が照射される度に下糸信号の値を測定して、下糸信号が所定の値になるまで、順次負荷値を自動的に変更し、所定の値になったときにこれを適正負荷として記憶するとともに自動的に前記ミシンモータを停止するようにしたので、簡単な操作により、誰でも簡単に正確な調整作業を行うことができるという優れた効果を奏する。
【００１１】
請求項２のミシンの下糸残量センサ自動調整装置は、ミシン縫製中に下糸残量を検出しようとするときに、設定すべき適正負荷がないときは、未調整として判別して報知するようにしたので、下糸残量センサの調整漏れを確実防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明に係るミシンの下糸残量センサ自動調整装置について、その実施の形態例について説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るミシンの下糸残量センサ自動調整装置を備えたミシン。図２は下糸センサの平面図、図３は同正面図、図４は制御ブロック図、図５は下糸センサの下糸残量判別回路図、図６は信号調整回路図である。
【００１４】
１はミシン本体であり、このミシン本体１のあご部１ａにはスタートストップスイッチ２、返し縫スイッチ３、速度調整用スライドボリューム４が配置されている。また、ミシンテーブル１ｂ内には、下糸センサ（下糸残量センサ）のセンサ部分５として、釜６の外側に発光ＬＥＤ７とフォトトランジスタ８が対抗配置してあり、さらに、これら発光ＬＥＤ７とフォトトランジスタ８を結ぶ検出光の光軸９の一部が、前記釜６に収納支持したボビン１０の軸１１を通過するように配置してある。これによって、前記発光ＬＥＤ７の検出光がボビン軸１１に巻かれた下糸１２に照射され、この下糸１２により一部遮蔽され減衰した検出光を前記フォトトランジスタ８が受光して下糸信号８ａを出力する。
前記発光ＬＥＤ７とフォトトランジスタ８を結ぶ信号線１３は、ミシンの縦胴部１ｃ内に設けたマイコン基板１４に接続される。
【００１５】
このマイコン基板１４には、演算制御部としてのＣＰＵ２０、ミシンの縫いデータ、表示データ、模様選択及び縫製制御プログラム、下糸残量センサ５による下糸エラー処理のためのプログラム、及び本発明の下糸残量センサの自動調整プログラムが記憶されるＲＯＭ２１、ＣＰＵ２０の作動により発生するデータを書き込み可能なＲＡＭ２２及びフラッシュメモリ２３（記憶手段）が接続されている。
【００１６】
また、このマイコン基板１４には、電源を供給する電源回路３０、ミシン主軸の回転角度を検出する主軸センサ（回転検出手段）３１、前記スタートストップスイッチ２、返し縫スイッチ３及び速度調整用スライドボリューム４などのキーマトリクス３２、模様選択手段及び各種の操作指示手段として透明タッチスイッチ３３が入力側に接続され、液晶表示装置４０、及びミシンモータ４１が出力側に接続されている。
前記液晶表示装置４０の前面に前記透明タッチスイッチ３３が配置してあり、液晶表示装置４０が表示する模様や、操作キー表示を作業者が押圧すると、透明タッチスイッチ３３がその押圧位置を検出して、ＣＰＵ２０その押圧位置に対応して表示された模様や、操作キーを判別して、表示内容に応じた模様選択処理や操作キーの制御処理を行うように構成されている。
【００１７】
下糸残量判別回路図（図５）は、発光ＬＥＤ７がマイコン基板１４を通じて電源と接続し、フォトトランジスタ８から出力された下糸信号８ａが信号調整回路５０に入力される。この信号調整回路５０で調整された下糸電圧Ｖ０が比較器５１に入力されて、基準抵抗５２で発生する基準電圧２Ｖと比較され、基準電圧を越えた下糸信号８ａがあると、比較器５１から警告電流が出力される。
【００１８】
また、前記信号調整回路５０は図６に示すように、ＣＰＵ２０の出力ポート２０ａから３ビットの信号がデコーダ５１ａに入力され、この信号によってデコーダ５１ａに接続された８個のアナログスイッチＳ１〜Ｓ８が選択的にオン、オフし、このアナログスイッチＳＷ１〜ＳＷ８に対応して設けた８個の分圧抵抗（Ｒ１〜Ｒ８）が選択的に導通される。前記下糸信号８ａが分圧抵抗Ｒで調整されて下糸電圧Ｖ０が出力し、この下糸電圧Ｖ０がＣＰＵ２０のＡ／Ｄ変換２０ｂ及び前記比較器５１に入力される。
【００１９】
次に、ミシンの縫製時における下糸残量検出を説明する。
作業者が前記液晶表示装置４０に表示された模様を押圧すると、ＣＰＵ２０は前記透明タッチスイッチ３３の押圧位置を検出して模様を判別して模様選択処理する。次にスタートストップスイッチ２が操作されると、速度調整用スライドボリューム４で設定した縫い速度でミシンモータ４１が駆動される。このミシンモータ４１の駆動により、布送り歯による布送り運動が行われると共に、主軸が回転して針が上下動し、釜（内釜）５が回転する。これによって、上糸と共にボビンに巻かれた下糸が引き出されて布に縫い目が形成される。通常は、主軸一回転、即ち針が上下に一往復する間に、内釜が二回転するように設定されている。
【００２０】
ミシンによる縫製中は下糸残量検出モードとなり、ボビンに巻かれた下糸を常時監視するために、前記発光ＬＥＤ７が点灯し、フォトランジスタ８はこの発光ＬＥＤ７から照射される検出光を受光して下糸信号を出力する。縫製中、前記釜６が回転して内釜に設けられた開口部６ａと前記検出光の光軸９とが一致した瞬間に、前記発光ＬＥＤ７の検出光がボビン軸１１に巻かれた下糸１２に照射され、この下糸１２により一部遮蔽され減衰した検出光を前記フォトトランジスタ８が受光して下糸信号８ａを出力する。前記フォトトランジスタ８は、縫製によって消費される下糸の残存巻き量の減少を、受光した検出光の光量の増加として前記下糸信号を増加するように出力する。前記フォトトランジスタ８から出力された下糸信号８ａが信号調整回路５０で調整されて下糸電圧Ｖ０となり、この下糸電圧Ｖ０が比較器５１に入力されて、前記基準電圧２Ｖと比較される。
【００２１】
ボビンに巻かれた下糸の残存巻き量が少なくなり、下糸を補充するべき量になったときに、前記下糸電圧Ｖ０が２Ｖを越えるように設定されており、これによって、比較器５１から警告電流が出力され、ＣＰＵ２０は、作業者に対してボビンに下糸を補充するように報知し、及びミシンを自動停止する。
【００２２】
次に、ミシンの下糸残量センサの自動調整に対する作用を図７に示すフローチャートにより説明する。
この調整作業は、ミシンの工場出荷時及び修理などでマイコン基板１４又は下糸センサ５を交換した場合に行われる。
【００２３】
まず、釜６からボビン１０を取り外しておく。次に、所定のスイッチ操作、例えばスタートストップスイッチ２と返し縫スイッチ３を同時に押した状態で前記電源回路３０の電源スイッチをオンすると、ＣＰＵ２０はミシンを調整モードに切り換える（Ｓ１）。調整モードには各種の調整があり、例えば、「送り歯による送りの補正」や「下糸残量センサの調整」があり、メニュー表示から「下糸残量センサの調整」を選択する（Ｓ２）。
【００２４】
これによってＣＰＵ２０は下糸残量センサの自動調整モードとし、発光ＬＥＤ７が点灯する。
【００２５】
スタートストップスイッチ２の操作によるか、または下糸残量センサの自動調整モードとなったときに自動的にミシンモータのスタート信号が発生して（Ｓ３）、ミシンモータ４１を低速〜中速の所定回転で駆動すると共に、ＣＰＵ２０の出力ポート２０から第１負荷信号「０００」（負荷値）が出力され、アナログスイッチＳＷ１がオンされて、信号調整回路５０は負荷抵抗Ｒが負荷抵抗Ｒ１となる。
【００２６】
主軸センサ３１によってミシン主軸の所定の位相区間を検出して、釜６が一回転又は二回転したことを検出する。その間に内釜の開口部６ａと前記検出光の光軸９とが一致した瞬間に、フォトトランジスタ８から下糸信号８ａが負荷抵抗Ｒ１に流れ、負荷抵抗Ｒ１で発生した下糸電圧Ｖ０がＣＰＵ２０のＡ／Ｄ変換に入力され一時的にＲＡＭ２２に記憶される（Ｓ４）。
【００２７】
ところで、前記縫製中に下糸センサ５にて行う下糸残量検出時、釜６にセットしたボビン１０の下糸残量が少なくなって警告報知する場合には、信号調整回路５０で発生する下糸電圧Ｖ０の閾値を２Ｖとしたが、今回下糸残量センサの自動調整では、釜６からボビン１０を外して調整するために、前記信号調整回路５０で発生する下糸電圧（適性電圧）の閾値を４Ｖとしてプログラムされ、ＲＯＭ２１に記憶されている。
【００２８】
ＣＰＵ２０は、この適性電圧４Ｖを読み出して、前記負荷抵抗Ｒ１で発生し前記ＲＡＭ２２に記憶した下糸電圧Ｖ０と比較する（判別手段）（Ｓ５）。
図８は負荷信号Ｓ１から順次変更した場合の下糸電圧Ｖ０の変化を示す波形図であり、各波形のピーク値を読み取る。
前記負荷抵抗Ｒ１を接続した場合は通常適正電圧よりも下糸電圧Ｖ０の方が低いので、負荷抵抗Ｒ１は不適正と判別して、カウンタを「１」とし（Ｓ６）、ＣＰＵ２０の出力ポート２０から第２負荷信号「００１」が出力され、アナログスイッチＳＷ２がオンされて、信号調整回路５０は負荷抵抗ＲがＲ１＋Ｒ２の合成値となる（Ｓ７）。
【００２９】
前回と同様に、主軸センサ３１によってミシン主軸が所定の位相になったとき、下糸信号８ａがＲ１＋Ｒ２に流れて発生した下糸電圧Ｖ０がＣＰＵ２０に入力されＲＡＭ２２が書き換えられ（Ｓ４）、前記適性電圧４Ｖと比較する（Ｓ５）
ここで前回と同様に、適正電圧よりも下糸電圧Ｖ０の方が低いと判断した場合には、カウンタを「２」とし（Ｓ６）、ＣＰＵ２０の出力ポート２０から第３負荷信号「０１０」が出力され、アナログスイッチＳＷ３がオンされて、信号調整回路５０は負荷抵抗ＲがＲ１＋Ｒ２＋Ｒ３の合成値となる（Ｓ７）。
【００３０】
以降、適正電圧と下糸電圧Ｖ０が等しいか、又は高いと判断されるまで負荷信号を第１負荷信号「０００」から第８負荷信号「１１１」まで３ビット信号を順次増加して繰り返し出力する。そして、この第８負荷信号にてなお適正電圧よりも下糸電圧Ｖ０の方が低いと判断した場合には、カウンタを「８」とし（Ｓ６）、エラー表示によるエラー報知を行う（Ｓ８）。
【００３１】
一方、適正電圧と下糸電圧Ｖ０が等しいか、又は高いと判断された場合には、そのときの３ビットの負荷信号が、フラッシュメモリ２３に適正負荷として所定のエリアに記憶され、フラグを初期値「０」から「１」に変更記憶し（Ｓ９）、液晶表示装置に「下糸残量センサ自動調整が完了しました」のメッセージが出力され、前記発光ＬＥＤ７を消灯して、ミシンモータの駆動を自動停止する（制御手段）（Ｓ１０）。ここで作業者は、電源スイッチを切って、下糸残量センサ自動調整を終了する。
【００３２】
こうして、下糸残量センサ自動調整終了後に、ミシンの電源をオンすると、ＣＰＵ２０は初期設定を開始して、フラッシュメモリ２２に記憶された負荷信号を読み出して、縫製中ＣＰＵ２０は出力ポート２０ａからこの負荷信号を出力することで、適正な下糸残量の検出モードを実行することができる。
【００３３】
また、前記Ｓ５において、適正電圧よりも下糸電圧Ｖ０の方が低いとする判断が繰り返されて、ＣＰＵ２０の出力ポート２０から出力される負荷信号が第１から第８まで順次選択されても下糸電圧Ｖ０が適正電圧以上にならないときは、カウンタが「８」となり、ＣＰＵ２０は、エラー表示して、前記発光ＬＥＤ７を消灯して、ミシンモータの駆動を停止することで、下糸残量センサ自動調整を終了する（Ｓ１０）。これは、例えば、発光ＬＥＤ７又はフォトトランジスタ８が極端に劣化して、下糸信号が出力されない状態になったと考えられから、発光ＬＥＤ７又はフォトトランジスタ８を交換するなどして、再度下糸残量センサ自動調整を行う必要がある。
【００３４】
なお、ミシンの電源をオンして、ＣＰＵ２０が初期設定を開始したときに、フラッシュメモリ２３に３ビットの負荷信号を記憶したときに同時に記憶した前記フラグ「１」が記憶されていない場合は、ＣＰＵ２０は下糸残量センサ自動調整がされていないと判断して、液晶表示装置に「下糸残量検出ができません。直ちに、下糸残量センサ自動調整を行ってください」とのメッセージと、上記下糸残量センサ自動調整の操作説明を表示する（未調整判別手段）。
【００３５】
このとき、ミシンによる縫製操作として、例えばスタートストップスイッチ２の操作を行ってもミシンモータが作動しないように、操作を無効にするか、または、スタートストップスイッチ２の操作を行ったときミシンモータが駆動して縫製することができるが、下糸残量の検出を行わないようにして、「下糸残量の検出ができません。直ちに、下糸残量センサ自動調整を行ってください」とのメッセージを再度表示してもよい。
【００３６】
なお、前記信号調整回路５０を図６に示すように３ビット信号で８個の負荷抵抗を切り換えるように構成したが、これに限らず、４ビット信号で１６個の負荷抵抗を切り換える、或いは５ビット信号で３２個の負荷抵抗を切り換えるなど、任意に構成することが可能である。
【００３７】
なお、前記信号調整回路５０をフォトトランジスタ８の出力側に設けて前記負荷値を順次変更するようにしたが、発光ＬＥＤ７に前記信号調整回路５０を設けて前記負荷値を順次変更して、発光ＬＥＤ７から照射される検出光の光量を調整するようにしてもよい。このときフォトトランジスタ８の出力は直接する下糸電圧Ｖ０として比較器５１及びＣＰＵ２０のＡ／Ｄ変換２０ｂに接続するようにし、上記図７に示すフローチャートに沿って制御しても上記と同様に下糸残量センサの自動調整を行うことができる。すなわち、順次変更する負荷値を接続する下糸センサは、発光部でも受光部でもいずれでも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るミシンの下糸残量センサ自動調整装置を備えたミシン
【図２】本発明に係る下糸残量センサ
【図３】本発明の係る下糸残量センサ
【図４】本発明に係るミシンの下糸残量センサ自動調整装置の制御ブロック図
【図５】下糸残量センサの自動調整回路図
【図６】図５に示す信号調整回路の例である
【図７】本発明の係る下糸残量センサの自動調整フローチャート図
【図８】内釜回転中に発生する下糸信号の波形図
【符号の説明】
【００３９】
１    ミシン本体
１ａ  あご部
１ｂ  ミシンテーブル
１ｃ  縦胴部
２    スタートストップスイッチ
３    返し縫スイッチ
４    速度調整用スライドボリューム
５    下糸センサ（下糸残量センサ）
６    内釜
６ａ  開口部
７    発光ＬＥＤ（発光部）
８    フォトトランジスタ（受光部）
８ａ  下糸信号
９    検出光の光軸
１０    ボビン
１１    ボビン軸
１２    下糸
１３    信号線
１４    マイコン基板
２０    ＣＰＵ（制御手段）
２０ａ  出力ポート（判別手段）
２０ｂ  Ａ／Ｄ変換（判別手段）
２１    ＲＯＭ
２２    ＲＡＭ
２３    フラッシュメモリ（記憶手段）
３０    電源回路
３１    主軸センサ（回転検出手段）
３２    キーマトリクス
３３    透明タッチスイッチ
４０    液晶表示装置
４１    ミシンモータ（駆動手段）
５０    信号調整回路（判別手段）
５１    比較器
５１ａ  デコーダ
５２    基準抵抗
Ｖ０    下糸電圧
ＳＷ１〜ＳＷ８  アナログスイッチ
Ｒ１〜Ｒ８      分圧抵抗（負荷値）
【図１】
2005095305.tif 000003
【図２】
2005095305.tif 000004
【図３】
2005095305.tif 000005
【図４】
2005095305.tif 000006
【図５】
2005095305.tif 000007
【図６】
2005095305.tif 000008
【図７】
2005095305.tif 000009
【図８】
2005095305.tif 000010